反渗透膜技术ppt课件(同名96475).ppt
- 【下载声明】
1. 本站全部试题类文档,若标题没写含答案,则无答案;标题注明含答案的文档,主观题也可能无答案。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
2. 本站全部PPT文档均不含视频和音频,PPT中出现的音频或视频标识(或文字)仅表示流程,实际无音频或视频文件。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
3. 本页资料《反渗透膜技术ppt课件(同名96475).ppt》由用户(三亚风情)主动上传,其收益全归该用户。163文库仅提供信息存储空间,仅对该用户上传内容的表现方式做保护处理,对上传内容本身不做任何修改或编辑。 若此文所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知163文库(点击联系客服),我们立即给予删除!
4. 请根据预览情况,自愿下载本文。本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
5. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007及以上版本和PDF阅读器,压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 反渗透 膜技术 ppt 课件 同名 96475
- 资源描述:
-
1、.1饮用水水质以及反渗透膜净水器同济大学环境科学与工程学院董秉直2015年9月反渗透净水器讲座.2.3.4三卤甲烷110.01m0.01m大小粘土金属离子杀虫剂有机物病毒细菌隐孢子虫藻类, 泥 ROUFMFNF颗粒和溶质膜元件 1nm1nm0.1mm0.1mm0.001m0.001m0.0001m0.0001m0.1m0.1m1m1m10m10m100m100m应用高脱盐高脱盐废水回用废水回用软化软化细菌细菌 / / 颗粒颗粒 去除去除RO 预处理预处理悬浮物胶体水中的各种杂质尺寸与膜的关系.5一价离子MF / UF二价离子高分子物质颗粒/胶体RO一价离子二价离子高分子物质颗粒/胶体MF /
2、UF 膜元件脱除膜元件脱除 颗粒 / 胶体MF / UF 膜元件不能脱除膜元件不能脱除溶解性离子RO 膜元件脱除膜元件脱除一价离子脱除率 : 99% 二价离子脱除率 : 99.8%完全脱除高分子物质、颗粒、胶体等膜截留各种杂质的效果.6n=摩尔数R=气体常数T=温度V=体积vnRT = =溶解物质形成渗透压 浓度 渗透压(mg/L) (bar)NaCl2,0001.6NaHCO32,0001.2MgSO42,000 0.7葡萄糖10,0001.3海水35,00026.2渗透压离子越小,则渗透压越大。.7稀溶液浓溶液Osmosis均衡渗透渗透压 反渗透实用压力P 2 半透膜水: 能透过 盐: 不
3、能透过反渗透渗透是自发现象,水可透过半透膜向浓溶液,使右边的液面上升,它们的液面差即为渗透压。.8用一种已知分子量的物质(通常是蛋白质类的高分子物质,如聚乙二醇)来测定超滤膜的孔径,当90%的测定物质被膜所截留,则该物质的分子量为膜的截留分子量。截留分子量的单位是道尔顿(Daltons, 1Da=1.6510-24g)。截留分子量表征膜孔径d= 0.09(MW)0.44膜截留分子量(Da)膜孔径(nm)YM330003YM10100005YM30300008YM10010000014.9p反渗透:截留分子量在100-200Da;操作压力在1-10MPa;p纳滤(Nanofiltration,N
4、F):截留分子量在200-2000Da,操作压力在0.3-1MPa;p超滤(Ultrafiltration, UF):孔径大小在0.01-0.1m,操作压力在0.02-0.2MPa;p微滤(Microfiltration, MF):孔径大小在0. 1-10m,操作压力在0.02-0.2MPa。按照截留分子量分类.10表征膜表面的亲疏水性接触角水滴 120膜表面疏水性接触角是表征膜的亲水或疏水的重要参数。接触角越小,膜越表现出亲水,而接触角越大,膜表面越疏水。膜膜材材料料 接接触触角角 PES82PVDF90PE96PTFE118M -0M -1M -5M -3.11材质英文缩写亲疏水性醋酸纤维
5、素CA亲水三醋酸纤维素CTA亲水聚丙烯腈PAN疏水聚砜PS疏水聚偏氟乙烯PVDF疏水聚醚砜PES疏水聚芳醚酮PEK疏水主要有机膜材质.12恒流过滤和恒压过滤恒流过滤:过滤过程保持通量不变,由于膜阻力的增加,驱动压力需相应增加,以克服阻力,保持通量的稳定,导致膜压差的持续增加。恒压过滤:过滤过程保持压力不变,由于膜阻力的增加,导致通量的持续下降。该过滤模式仅用于试验研究。膜水厂采用恒流过滤运行模式,家用净水器采用恒压过滤运行模式。.13Permeate/渗透渗透Flux/通量Cakethickness/饼厚度Cross Flow Filtration错流过滤Permeate/渗透渗透Flux/通
6、量Cakethickness/饼厚度Dead End Filtration终端过滤终端过滤和错流过滤反渗透和纳滤家用净水器采用错流过滤运行模式,而活性炭微滤或超滤家用净水器采用终端过滤运行模式。.14Permeate/渗透渗透反渗透将小分子物质以及离子截留,它们聚集在膜表面,产生渗透压。如果采用终端过滤运行模式,越来越多的离子产生很高的渗透压,使运行无法运行。驱动压力反渗透运行模式Permeate/渗透渗透采用错流运行模式,将累积在膜表面的离子等带走,降低渗透压。.15出水出水进水浓水进水出水浓水膜组件板框式管式中空纤维膜组件过滤面积(m2/m3)卷式700-2000中空纤维1000-2000
7、板框式200-500管式100-300卷式.16进水FE-SEM Photograph of RO Membrane(UHR-FE-SEM) x 50,000Ultra-Crosslinked0.3umSupporting LayerPolysulfone45umBase FabricNon-woven Polyester膜面形态的图像(SEM图像) 产水超薄膜层(脱盐层)0.2um疏松支撑层材料:聚砜45umBase FabricNon-woven Polyester基层材料:聚酯无纺布 100um0.5um脱盐层非常薄(大约200纳米)脱盐层涂敷在聚砜材质的支撑层上(厚约45微米)聚砜支撑
8、层依附在聚酯无纺布材质的基层上(厚约100微米)膜结构膜在结构上分为致密层和支撑层。致密层位于膜的顶层,主要起到分离作用,也称为“皮层”;支撑层只起机械支撑作用,而没有分离作用。膜的过滤阻力与膜的厚度成反比关系。因此,为了具有更好的分离功能以及较大的通量,膜应具有不对称的结构。.17进水进水产水产水产水产水二级浓水二级浓水一级浓水一级浓水SWRO(一级)BWRO(二级)装有膜元件的压力容器的组合俗称排列。段指的是浓水经过了几次压力容器过滤,级指的是产水经过了多少次过滤分离。反渗透系统的级与段.18浓水浓水进水进水产水产水1段系统l 低回收率SWRO(45)进水进水产水产水浓水浓水2段系统l B
9、WRO(80)l高回收率SWRO(60)l二级高回收率系统(90)进水进水产水产水浓水浓水3段系统l高回收率BWRO(90)l二级高回收率系统(95)反渗透系统.19饮用水存在的最主要的问题是有机污染,有机物对健康带来的威胁是所谓的“三致”作用,致畸,致癌,致突变。降低水中的有机物是饮用水处理的最主要任务,也是家用净水器的任务。.20饮用水藻类,藻毒素有机物0 100 200 300 400 源水 砂滤后 臭氧后 碳滤后 DBPFPug/L 三三卤卤甲甲烷烷生生成成潜潜能能 二月 四月 消毒副产物0 20 40 60 80 100 120 140 原水 前臭氧 混凝沉淀 过滤 后臭氧 BAC
10、Cl2 AOC (g/ L) 预臭氧 预氯化 生物稳定性致病微生物嗅味有机物和抗生素,内分泌干扰物饮用水的安全受到严重的威胁.21l高锰酸盐指数(CODMn),以高锰酸钾为氧化剂,处理水样所消耗的量,部分还原性无机物和有机物均可消耗高锰酸钾。因此,CODMn只能反映部分有机物。(3mg/L)l总有机炭(Total organic compound, TOC),通过高温燃烧,将全部的有机物燃烧成二氧化碳,然后测定其数值,最准确反映了有机物的总量。l紫外254nm的吸收值(UV254),在紫外254nm处吸收的有机物,反映疏水性有机物。有机物的表征水中有数百甚至数千种有机物,无法也没必要将这些有机
11、物全部测定,通常的表征是测定有机物的总量。.22二次污染自来水中的某些有机物会支持微生物或细菌的繁殖,提供它们生长的营养,这些微生物会在管壁形成生物膜,导致管道的腐蚀,从而使水质恶化,这种现象称为“二次污染”。.23水厂小区城市管网水龙头家用净水器水厂小区城市管网水龙头发生二次污染发生二次污染发生二次污染发生二次污染二次污染是导致居民水龙头水质变差的主要原因,它发生在城市管网和小区,但现在小区的问题似乎更大。自来水公司一般不管理小区的饮用水,而是由物业公司管理。二次污染.24COD (mg/L) TOC (mg/L) pH 浊度 (NTU) 色度 (度) 铁 (mg/L) 锰 (mg/L) 最
12、大值 4.46 7.95 7.83 5.49 13 0.96 0.129 最小值 1.26 1.67 6.93 0.101 1 0.1 0.023 平均值 3.25 4.54 7.24 0.643 7 0.19 0.07 水质指标 3 6.5-8.5 1 15 0.3 0.1 达标率 17% 100% 87% 100% 94% 90% 自来水超标的指标主要是有机物,浊度,铁和锰,这是二次污染所造成的特点。自来水水质.25l二次污染:虽然出厂水的水质达标,但经过城市管网到达水龙头时,水质会恶化,这是由于二次污染造成的l生物稳定性:二次污染的产生与生物稳定性有关。生物稳定性表达水中的有机物是否支持
13、细菌生长。如果生物不稳定,则支持细菌在水中生长,在管壁上形成生物膜,造成腐蚀,水中的铁锰,浊度等均会上升,水质恶化。l可同化有机碳:判断水是否生物稳定,通过测定可同化有机碳(assimilable organic carbon, AOC)。这类有机物最容易为细菌和微生物所利用,并提供细胞生长所需的营养。目前认为AOC30 3010 103 31 30 3010 103 31 10000)中分子(1000-10000)小分子(301030310133010303101390%)是小分子,活性炭等无法有效去除,只能依靠反渗透或纳滤。自来水工艺处理过程的有机物分子量变化.49纳滤膜去除天然水的有机物
14、可达到很高的效果,高达80-90%,这是任何处理技术都无法企及的。纳滤膜去除天然水的有机物能达到如此优异效果,主要是它能很好的去除小分子有机物。纳滤膜去除有机物.50纳滤膜还能有效去除天然水中的各种抗生素。纳滤膜去除抗生素.51.52净水器的种类出水浓水预过滤活性炭吸附RO或NF自来水反渗透型净水器自来水微滤或超滤预过滤活性炭吸附活性炭超滤型净水器反渗透型净水器出水水质好,但反渗透会将对人体有益的矿物质也去除。活性炭超滤型净水器可去除部分有机物,水质不如反渗透型,但水中的矿物质基本保留下来。.53预过滤:采用微滤(滤芯),孔径1m-10m。主要去除浊度,防止浊度包裹在活性炭表面,影响吸附。预过
15、滤去除浊度的效果在10-80%,变化很大。预过滤对铁有很好的去除效果,在80%。对色度和有机物的去除低于10%。活性炭吸附:采用颗粒活性炭,去除有机物和余氯。避免反渗透受到氧化和污染。反渗透或纳滤:去除有机物。净水器的组成以及作用净水器由若干部分组成,每个部分的作用各不相同,并具有协同效果,如同净水系统。.540 1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 TOC (mg/L) 运行时间(天) 原水 NF进水 NF出水 0 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1
16、4 15 16 17 18 19 20 CODMn (mg/L) 运行时间(天) 原水 NF进水 NF出水 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 UV254 (cm-1) 运行时间(天) 原水 NF进水 NF出水 S公司NF净水器处理效果PP+GAC处理TOC和COD很快就失去作用,对UV254还保持一定的去除效果。纳滤膜显示出优异的有机物去除效果,出水的TOC和CODMn均低于1mg/L。.550 2 4 6 8 10 12 14 16 18 2
17、0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 色度 运行时间(天) 原水 NF进水 NF出水 0 100 200 300 400 500 600 700 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 TDS (mg/L) 运行时间(天) 原水 NF出水 0 0.5 1 1.5 2 2.5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 浊度(NTU) 运行时间(天) 原水 NF进
18、水 NF出水 S公司NF净水器处理效果PP+GAC处理色度和浊度有一定的效果,纳滤膜处理效果好。对于TDS,原水平均566mg/L, 出水的为194mg/L,纳滤膜去除率为65.7%。.560 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 TOC (mg/L) 运行时间(天) 原水 RO进水 RO出水 0 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 CODMn (mg/L) 运行时间(天) 原水 RO进
19、水 RO出水 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 UV254 (cm-1) 运行时间(天) 原水 RO进水 RO出水 F公司RO净水器处理效果PP+GAC处理TOC和COD很快就失去作用,对UV254还保持一定的去除效果。反渗透膜显示出优异的有机物去除效果,出水的TOC和CODMn均低于1mg/L。.570 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
20、15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 色度 运行时间(天) 原水 RO进水 RO出水 0 100 200 300 400 500 600 700 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 TDS (mg/L) 运行时间(天) 原水 RO出水 0 0.5 1 1.5 2 2.5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 浊度(NTU) 运行时间(天) 原水 RO进水 RO出水 F公司RO净水器处理效果PP+GAC处理色度和浊度有一定的效果
展开阅读全文